JPH0948629A - 光ファイバおよびその製造方法 - Google Patents
光ファイバおよびその製造方法Info
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- JPH0948629A JPH0948629A JP7196658A JP19665895A JPH0948629A JP H0948629 A JPH0948629 A JP H0948629A JP 7196658 A JP7196658 A JP 7196658A JP 19665895 A JP19665895 A JP 19665895A JP H0948629 A JPH0948629 A JP H0948629A
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
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- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/31—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with germanium
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- C03B2203/10—Internal structure or shape details
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- C03B2203/10—Internal structure or shape details
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Abstract
(57)【要約】
【課題】線引時の応力残留を防止できて、非常に優れた
伝送特性のファイバが得られる光ファイバおよびその製
造方法を提供する。 【解決手段】屈折率の高いコアと該コアの外周に位置し
コアより屈折率の低いクラッドからなる光ファイバにお
いて、上記コアは少なくともＧｅＯ2 ドープ量が中心部
から外周に向かって減少する中心領域を有し、該中心領
域の外周から内側に向かう少なくとも一部の領域におい
てフッ素ドープ量が外周から中心にに向かって減少する
分布を有することによりファイバ横断面内のガラス粘度
が略均一に調整されてなることを特徴とする光ファイバ
およびその製法。
伝送特性のファイバが得られる光ファイバおよびその製
造方法を提供する。 【解決手段】屈折率の高いコアと該コアの外周に位置し
コアより屈折率の低いクラッドからなる光ファイバにお
いて、上記コアは少なくともＧｅＯ2 ドープ量が中心部
から外周に向かって減少する中心領域を有し、該中心領
域の外周から内側に向かう少なくとも一部の領域におい
てフッ素ドープ量が外周から中心にに向かって減少する
分布を有することによりファイバ横断面内のガラス粘度
が略均一に調整されてなることを特徴とする光ファイバ
およびその製法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主として通信用に用
いられる伝送損失が優れた光ファイバ及びその製造方法
に関し、詳しくはファイバ軸に直交した断面内のガラス
粘度が概略均一な光ファイバおよびその製造方法に関す
るものである。
いられる伝送損失が優れた光ファイバ及びその製造方法
に関し、詳しくはファイバ軸に直交した断面内のガラス
粘度が概略均一な光ファイバおよびその製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、通信用の光ファイバは、光の伝送
域であるコアにＧｅＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3などの屈折率を高
めるドーパントをドープするか、あるいはコアの外周に
位置するクラッドにフッ素、Ｂ2 Ｏ3 等の屈折率を低く
するドーパントをドープすることによりコアの屈折率を
クラツドのそれより相対的に高くなるようにガラスの屈
折率を変え導波構造を形成している。これらのガラス組
成の違いは光ファイバの断面内のガラス粘度を不均一に
するため、光ファイバの伝送損失に影響を与える。すな
わち、ガラス粘度はドーパントの含有量に依存している
ため、例えばコアがＧｅＯ2 ドープガラス、クラッドが
純シリカガラスの場合にはコアの粘度がクラッドに比較
して低く軟化点温度が低下する。このため溶融・細径フ
ァイバ化工程において、ファイバ化する際にクラッドの
方が早く固まることになる。一方、コアが純シリカでク
ラッドがフッ素ドープガラスの場合には、クラッドの粘
度がコアに比べて低くなり、線引時にはコアが最初に固
まってくる。このようにガラス粘度が不均一な場合には
ファイバ化時の固化速度が異なり、不均一な層の間には
圧縮あるいは引っ張りの応力が残留することになる。こ
の残留応力が大きくなると、ガラスの屈折率を微妙に変
化させ伝送特性に影響を与えるとともに、ガラス中の欠
陥の生成を促進し、伝送損失の増加を招くことになる。
この問題を解決する方法として、ファイバ中のガラス粘
度を概略均一にした粘度整合ファイバが特開平５−３０
１７３６に提案されている。この該公報には、ガラスの
屈折率を高くするドーパントＧｅＯ2 と低くするドーパ
ントフッ素（Ｆ）を適当に調整することで、ガラス粘度
を調整するとともに屈折率を合わせる方法が開示されて
いる。
域であるコアにＧｅＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3などの屈折率を高
めるドーパントをドープするか、あるいはコアの外周に
位置するクラッドにフッ素、Ｂ2 Ｏ3 等の屈折率を低く
するドーパントをドープすることによりコアの屈折率を
クラツドのそれより相対的に高くなるようにガラスの屈
折率を変え導波構造を形成している。これらのガラス組
成の違いは光ファイバの断面内のガラス粘度を不均一に
するため、光ファイバの伝送損失に影響を与える。すな
わち、ガラス粘度はドーパントの含有量に依存している
ため、例えばコアがＧｅＯ2 ドープガラス、クラッドが
純シリカガラスの場合にはコアの粘度がクラッドに比較
して低く軟化点温度が低下する。このため溶融・細径フ
ァイバ化工程において、ファイバ化する際にクラッドの
方が早く固まることになる。一方、コアが純シリカでク
ラッドがフッ素ドープガラスの場合には、クラッドの粘
度がコアに比べて低くなり、線引時にはコアが最初に固
まってくる。このようにガラス粘度が不均一な場合には
ファイバ化時の固化速度が異なり、不均一な層の間には
圧縮あるいは引っ張りの応力が残留することになる。こ
の残留応力が大きくなると、ガラスの屈折率を微妙に変
化させ伝送特性に影響を与えるとともに、ガラス中の欠
陥の生成を促進し、伝送損失の増加を招くことになる。
この問題を解決する方法として、ファイバ中のガラス粘
度を概略均一にした粘度整合ファイバが特開平５−３０
１７３６に提案されている。この該公報には、ガラスの
屈折率を高くするドーパントＧｅＯ2 と低くするドーパ
ントフッ素（Ｆ）を適当に調整することで、ガラス粘度
を調整するとともに屈折率を合わせる方法が開示されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような粘度整合
ファイバは、ＧｅＯ2 が半径方向に均一にドープされた
いわゆるステップ型の屈折率分布の場合には良いが、Ｇ
ｅＯ2 ドープ量が半径方向に分布を持つような場合に
は、完全に粘度を合わせることはできず、平均的な粘度
の整合しかできない問題があった。また、もう一つの問
題点は気相合成法においてはＧｅＯ2 の均一ドープがし
ずらいという問題である。通常フッ素は多孔質ガラス母
材に焼結工程でドープされるため比較的均一にドープす
ることが可能であるが、ＧｅＯ2 は気相合成中にガラス
原料とともに供給されてドープされ、そのドープ量を増
加させると中心部でドープ量が多くなる傾向が強い。こ
れはＧｅＯ2 のドープ量が気相合成法での合成温度に依
存しているためであり、合成領域全体の温度を均一に保
つ工夫がされている。しかしながら、ＧｅＯ2 のドープ
量を増加させていくと、ガラスを合成するバーナ火炎中
の原料流中のＧｅ原料流の濃度が一定にはなりにくく、
均一にドープすることが難しくなる。このような状況で
は、完全にガラス粘度を均一にすることはできず、コア
のＧｅＯ2 ドープ量に分布がある場合には、その平均粘
度、あるいは中心部の粘度を外周部と合わせることしか
できなかった。特に粘度の影響が最も大きいと考えられ
る外周部で粘度を合わせることはできなかった。本発明
は、このような問題点を解消し、たとえＧｅＯ2 にドー
プ量の分布が存在していたとしても、コア部の粘度をク
ラッド部などの粘度と効果的に整合できる光フアイバ構
造及びその製法を実現することを目的とし、これにより
伝送特性の良好な光フアイバ及びその製造方法を提供し
ようとするものである。
ファイバは、ＧｅＯ2 が半径方向に均一にドープされた
いわゆるステップ型の屈折率分布の場合には良いが、Ｇ
ｅＯ2 ドープ量が半径方向に分布を持つような場合に
は、完全に粘度を合わせることはできず、平均的な粘度
の整合しかできない問題があった。また、もう一つの問
題点は気相合成法においてはＧｅＯ2 の均一ドープがし
ずらいという問題である。通常フッ素は多孔質ガラス母
材に焼結工程でドープされるため比較的均一にドープす
ることが可能であるが、ＧｅＯ2 は気相合成中にガラス
原料とともに供給されてドープされ、そのドープ量を増
加させると中心部でドープ量が多くなる傾向が強い。こ
れはＧｅＯ2 のドープ量が気相合成法での合成温度に依
存しているためであり、合成領域全体の温度を均一に保
つ工夫がされている。しかしながら、ＧｅＯ2 のドープ
量を増加させていくと、ガラスを合成するバーナ火炎中
の原料流中のＧｅ原料流の濃度が一定にはなりにくく、
均一にドープすることが難しくなる。このような状況で
は、完全にガラス粘度を均一にすることはできず、コア
のＧｅＯ2 ドープ量に分布がある場合には、その平均粘
度、あるいは中心部の粘度を外周部と合わせることしか
できなかった。特に粘度の影響が最も大きいと考えられ
る外周部で粘度を合わせることはできなかった。本発明
は、このような問題点を解消し、たとえＧｅＯ2 にドー
プ量の分布が存在していたとしても、コア部の粘度をク
ラッド部などの粘度と効果的に整合できる光フアイバ構
造及びその製法を実現することを目的とし、これにより
伝送特性の良好な光フアイバ及びその製造方法を提供し
ようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解消するた
めの手段として本発明は、屈折率の高いコアと該コアの
外周に位置しコアより屈折率の低いクラッドからなる光
ファイバにおいて、上記コアは少なくともＧｅＯ2 ドー
プ量が中心部から外周に向かって減少する中心領域を有
し、該中心領域の外周から内側に向かう少なくとも一部
の領域においてフッ素ドープ量が外周から中心に向かっ
て減少する分布を有することによりファイバ横断面内の
ガラス粘度が略均一に調整されてなることを特徴とする
光ファイバを提供する。また本発明は、屈折率の高いコ
アと該コアの外周に位置しコアより屈折率の低いクラッ
ドからなる光ファイバにおいて、上記コアは少なくとも
ＧｅＯ2 ドープ量が中心部から外周に向かって減少する
中心領域を有し、該中心領域の外周から内側に向かう少
なくとも一部の領域においてフッ素ドープ量が外周から
中心に向かって減少する分布を有し、かつコアが中心領
域の外周に中心領域の最大屈折率より屈折率の低い外周
領域をもち、該外周領域においてはＧｅＯ2 のドープ量
及びフッ素のドープ量がそれぞれ半径方向においてほぼ
均一であることによりファイバ横断面内のガラス粘度が
略均一に調整されてなることを特徴とする光ファイバを
提供する。さらに本発明は、屈折率の高いコアと該コア
の外周に位置しコアより屈折率の低いクラッドからなる
光ファイバにおいて、上記コアは少なくともＧｅＯ2 ド
ープ量が中心部から外周に向かって減少する中心領域を
有し、該中心領域の外周から内側に向かう少なくとも一
部の領域においてフッ素ドープ量が外周から中心に向か
って減少する分布を有することによりファイバ横断面内
のガラス粘度が略均一に調整されてなる光ファイバの製
造において、中心領域のコアの合成は、(1)気相合成法
によりＧｅＯ2 ドープ量が中心部で高くなるような組成
分布を持つ多孔質ガラス母材を合成する工程、及び(2)
加熱炉内において該多孔質ガラス母材を不活性ガス雰囲
気で加熱して収縮させた後、フッ素原料を含む不活性ガ
ス雰囲気で加熱して透明化する工程、を有することを特
徴とする上記方法を提供する。本発明の方法において
は、炉内雰囲気をフッ素原料を含んだ不活性ガス雰囲気
に変更する温度が１２５０〜１５００℃であることが特
に好ましい実施態様として挙げられる。また本発明の方
法においては、上記加熱炉内において該多孔質ガラス母
材を不活性ガス雰囲気で加熱して収縮させた後、フッ素
原料を含む不活性ガス雰囲気で加熱して透明化する工程
が、多孔質母材の全長を概略均熱に加熱できる均熱炉内
において昇温しつつ該多孔質ガラス母材を透明化し、こ
の際の炉内雰囲気を最初は不活性ガス雰囲気で、昇温の
途中からはフッ素原料を含む不活性ガス雰囲気とする工
程であることを特徴とする上記方法が特に好ましい実施
態様として挙げられる。また本発明の方法においては、
上記加熱炉がゾーン炉であることを特徴とする上記方法
が特に好ましい実施態様として挙げられる。
めの手段として本発明は、屈折率の高いコアと該コアの
外周に位置しコアより屈折率の低いクラッドからなる光
ファイバにおいて、上記コアは少なくともＧｅＯ2 ドー
プ量が中心部から外周に向かって減少する中心領域を有
し、該中心領域の外周から内側に向かう少なくとも一部
の領域においてフッ素ドープ量が外周から中心に向かっ
て減少する分布を有することによりファイバ横断面内の
ガラス粘度が略均一に調整されてなることを特徴とする
光ファイバを提供する。また本発明は、屈折率の高いコ
アと該コアの外周に位置しコアより屈折率の低いクラッ
ドからなる光ファイバにおいて、上記コアは少なくとも
ＧｅＯ2 ドープ量が中心部から外周に向かって減少する
中心領域を有し、該中心領域の外周から内側に向かう少
なくとも一部の領域においてフッ素ドープ量が外周から
中心に向かって減少する分布を有し、かつコアが中心領
域の外周に中心領域の最大屈折率より屈折率の低い外周
領域をもち、該外周領域においてはＧｅＯ2 のドープ量
及びフッ素のドープ量がそれぞれ半径方向においてほぼ
均一であることによりファイバ横断面内のガラス粘度が
略均一に調整されてなることを特徴とする光ファイバを
提供する。さらに本発明は、屈折率の高いコアと該コア
の外周に位置しコアより屈折率の低いクラッドからなる
光ファイバにおいて、上記コアは少なくともＧｅＯ2 ド
ープ量が中心部から外周に向かって減少する中心領域を
有し、該中心領域の外周から内側に向かう少なくとも一
部の領域においてフッ素ドープ量が外周から中心に向か
って減少する分布を有することによりファイバ横断面内
のガラス粘度が略均一に調整されてなる光ファイバの製
造において、中心領域のコアの合成は、(1)気相合成法
によりＧｅＯ2 ドープ量が中心部で高くなるような組成
分布を持つ多孔質ガラス母材を合成する工程、及び(2)
加熱炉内において該多孔質ガラス母材を不活性ガス雰囲
気で加熱して収縮させた後、フッ素原料を含む不活性ガ
ス雰囲気で加熱して透明化する工程、を有することを特
徴とする上記方法を提供する。本発明の方法において
は、炉内雰囲気をフッ素原料を含んだ不活性ガス雰囲気
に変更する温度が１２５０〜１５００℃であることが特
に好ましい実施態様として挙げられる。また本発明の方
法においては、上記加熱炉内において該多孔質ガラス母
材を不活性ガス雰囲気で加熱して収縮させた後、フッ素
原料を含む不活性ガス雰囲気で加熱して透明化する工程
が、多孔質母材の全長を概略均熱に加熱できる均熱炉内
において昇温しつつ該多孔質ガラス母材を透明化し、こ
の際の炉内雰囲気を最初は不活性ガス雰囲気で、昇温の
途中からはフッ素原料を含む不活性ガス雰囲気とする工
程であることを特徴とする上記方法が特に好ましい実施
態様として挙げられる。また本発明の方法においては、
上記加熱炉がゾーン炉であることを特徴とする上記方法
が特に好ましい実施態様として挙げられる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の光フアイバの構造を具体
的実施例をもとに説明する。図１（ａ）は概略放物型の
ＧｅＯ2 ドープ分布を持つコア内のガラス粘度を均一に
するための組成の分布を示したものである。中心で高く
なるＧｅＯ2 のドープ量（実線で示して有る）に対応し
て、フッ素ドープ量が外周で高く、中心で少なくなるよ
うに調整されている（点線で示す）。このようにＧｅＯ
2 とＦの組成を半径方向に調整することにより、ガラス
内の粘度を調整することが可能である。このときの屈折
率分布は図１（ｂ）のような分布となる。
的実施例をもとに説明する。図１（ａ）は概略放物型の
ＧｅＯ2 ドープ分布を持つコア内のガラス粘度を均一に
するための組成の分布を示したものである。中心で高く
なるＧｅＯ2 のドープ量（実線で示して有る）に対応し
て、フッ素ドープ量が外周で高く、中心で少なくなるよ
うに調整されている（点線で示す）。このようにＧｅＯ
2 とＦの組成を半径方向に調整することにより、ガラス
内の粘度を調整することが可能である。このときの屈折
率分布は図１（ｂ）のような分布となる。
【０００６】通常ガラス粘度低下の影響は添加量（比屈
折率差比）でＦがＧｅＯ2 の約３倍の効果が有る。例え
ばＧｅＯ2 を比屈折率差換算で０．３％添加したものと
Ｆを比屈折率差換算で０．１％添加したものは同じ粘度
になる。従って、コア中心と外周のガラス粘度を合わせ
るためには、Ｆは中心のＧｅＯ2 の約１／３（比屈折率
差換算で）だけドープすれば良いことになる。このよう
に、コア内の屈折率差が、中心が高く外周で低くなるよ
うな分布を持つ場合にも、ガラス粘度を均一に調整する
ことが可能であり、ファイバ化時の固化速度をファイバ
の軸方向に対し垂直な断面内で均一にすることができて
高品質な光ファイバを得ることができる。なお添加量の
重量比率と比屈折率差の関係はおおよそ下記のようにな
る。 ＧｅＯ2 ：Ｇｅの添加量が１７重量％のとき、石英（純
ＳｉＯ2 ）に対する比屈折率差は１％。 Ｆ：Ｆの添加量が１重量％のとき、石英に対する比屈折
率差は−０．３３％。
折率差比）でＦがＧｅＯ2 の約３倍の効果が有る。例え
ばＧｅＯ2 を比屈折率差換算で０．３％添加したものと
Ｆを比屈折率差換算で０．１％添加したものは同じ粘度
になる。従って、コア中心と外周のガラス粘度を合わせ
るためには、Ｆは中心のＧｅＯ2 の約１／３（比屈折率
差換算で）だけドープすれば良いことになる。このよう
に、コア内の屈折率差が、中心が高く外周で低くなるよ
うな分布を持つ場合にも、ガラス粘度を均一に調整する
ことが可能であり、ファイバ化時の固化速度をファイバ
の軸方向に対し垂直な断面内で均一にすることができて
高品質な光ファイバを得ることができる。なお添加量の
重量比率と比屈折率差の関係はおおよそ下記のようにな
る。 ＧｅＯ2 ：Ｇｅの添加量が１７重量％のとき、石英（純
ＳｉＯ2 ）に対する比屈折率差は１％。 Ｆ：Ｆの添加量が１重量％のとき、石英に対する比屈折
率差は−０．３３％。
【０００７】図２はコア内のガラス粘度が完全には一致
しないまでも、少なくともコア中心と外周でガラス粘度
を合わせたファイバの屈折率分布構成を示すものであ
る。図２のような場合にはコアの中心及び外周が、さら
に外側に形成されるクラッドと粘度を合わせることがで
きるため、ファイバ化時にはコアの外周部特に界面でク
ラッドと固化速度をほぼ同じにすることができ、伝送特
性の劣化要因を小さくする効果が得られる。
しないまでも、少なくともコア中心と外周でガラス粘度
を合わせたファイバの屈折率分布構成を示すものであ
る。図２のような場合にはコアの中心及び外周が、さら
に外側に形成されるクラッドと粘度を合わせることがで
きるため、ファイバ化時にはコアの外周部特に界面でク
ラッドと固化速度をほぼ同じにすることができ、伝送特
性の劣化要因を小さくする効果が得られる。
【０００８】図３はコアがＧｅＯ2 のドープ量が大きい
中心コアとＧｅＯ2 ドープ量の少ない外周コアの２層か
らなる場合の粘度均一化の組成を示したものである。実
線はＧｅＯ2 分布、鎖線はフッ素（Ｆ）分布を示す。中
心コアにおいて、概略放物型のＧｅＯ2 分布に対し、Ｆ
濃度は外周で高く中心で低くなるように設定されてい
る。このような組成をとることで、中心コア内のガラス
粘度を均一に調整することが可能となる。
中心コアとＧｅＯ2 ドープ量の少ない外周コアの２層か
らなる場合の粘度均一化の組成を示したものである。実
線はＧｅＯ2 分布、鎖線はフッ素（Ｆ）分布を示す。中
心コアにおいて、概略放物型のＧｅＯ2 分布に対し、Ｆ
濃度は外周で高く中心で低くなるように設定されてい
る。このような組成をとることで、中心コア内のガラス
粘度を均一に調整することが可能となる。
【０００９】次に中心でＧｅＯ2 濃度が高く、外周で低
くなるような組成分布を持つ多孔質ガラス母材のガラス
粘度を均一に調整するためのフッ素ドープ法について説
明する。フッ素は一般的に多孔質ガラス母材の加熱・透
明化処理工程においてフッ素（フッ素化合物）含有雰囲
気下で加熱されることによりドープされる。焼結でフッ
素が多孔質ガラス母材にドープされる工程は、多孔質
ガラス母材中への拡散・浸透、ガラスとの反応・固
定、高温での揮散の３つの工程に分けることができ
る。の揮散はガラスと反応しガラス中に取り込まれる
反応の逆反応であり、透明化時の雰囲気ガス中のフッ素
原料濃度を一定にしておけば、反応は平衡に達し、揮散
反応を抑えることができる。一方、ガラス中への拡散
は、多孔質ガラスの嵩密度（粒子の詰まり方を示すパラ
メータ）あるいは空孔率（粒子で囲まれる空孔の割合）
と密接な関係がある。すなわち、雰囲気中に含まれるフ
ッ素原料ガスは、多孔質ガラス母材の粒子の隙間から母
材中に浸透していく。従って空孔率が小さく、隙間がほ
とんどないような母材にはフッ素原料は浸透しにくく、
フッ素をドープすることができない。
くなるような組成分布を持つ多孔質ガラス母材のガラス
粘度を均一に調整するためのフッ素ドープ法について説
明する。フッ素は一般的に多孔質ガラス母材の加熱・透
明化処理工程においてフッ素（フッ素化合物）含有雰囲
気下で加熱されることによりドープされる。焼結でフッ
素が多孔質ガラス母材にドープされる工程は、多孔質
ガラス母材中への拡散・浸透、ガラスとの反応・固
定、高温での揮散の３つの工程に分けることができ
る。の揮散はガラスと反応しガラス中に取り込まれる
反応の逆反応であり、透明化時の雰囲気ガス中のフッ素
原料濃度を一定にしておけば、反応は平衡に達し、揮散
反応を抑えることができる。一方、ガラス中への拡散
は、多孔質ガラスの嵩密度（粒子の詰まり方を示すパラ
メータ）あるいは空孔率（粒子で囲まれる空孔の割合）
と密接な関係がある。すなわち、雰囲気中に含まれるフ
ッ素原料ガスは、多孔質ガラス母材の粒子の隙間から母
材中に浸透していく。従って空孔率が小さく、隙間がほ
とんどないような母材にはフッ素原料は浸透しにくく、
フッ素をドープすることができない。
【００１０】このことから、多孔質ガラス母材の中心部
の空孔率を小さくし、外周の空孔率が次第に大きくなる
ようにしておけばフッ素の浸透を半径方向に調整するこ
とができ、フッ素分布を付けることができる。このよう
な方法として、例えば特開昭６０−１６１３４７号公報
にはコア外周部にドーパント濃度あるいは嵩密度の高い
層（空孔率の小さい層）を形成することで、コアへのフ
ッ素の浸透を防ぎ、クラッドにのみフッ素をドープする
方法が提案され、また特開昭６２−１８２１２９号公報
にはコア中心から外周にかけて嵩密度を次第に小さくす
ることにより、コア中心部から外周に向かって濃度が高
くなるようにフッ素濃度を付ける方法が提案されてい
る。これらの方法は嵩密度によりフッ素の浸透が変わる
ことを利用した方法で、有効な方法ではあるものの、気
相合成時に嵩密度（空孔率）を調整しなければならない
と言う問題がある。ＧｅＯ2 の濃度分布を調整し、かつ
嵩密度も変えることは非常に難しく、容易ではない。
の空孔率を小さくし、外周の空孔率が次第に大きくなる
ようにしておけばフッ素の浸透を半径方向に調整するこ
とができ、フッ素分布を付けることができる。このよう
な方法として、例えば特開昭６０−１６１３４７号公報
にはコア外周部にドーパント濃度あるいは嵩密度の高い
層（空孔率の小さい層）を形成することで、コアへのフ
ッ素の浸透を防ぎ、クラッドにのみフッ素をドープする
方法が提案され、また特開昭６２−１８２１２９号公報
にはコア中心から外周にかけて嵩密度を次第に小さくす
ることにより、コア中心部から外周に向かって濃度が高
くなるようにフッ素濃度を付ける方法が提案されてい
る。これらの方法は嵩密度によりフッ素の浸透が変わる
ことを利用した方法で、有効な方法ではあるものの、気
相合成時に嵩密度（空孔率）を調整しなければならない
と言う問題がある。ＧｅＯ2 の濃度分布を調整し、かつ
嵩密度も変えることは非常に難しく、容易ではない。
【００１１】そこで、本発明では透明化するための熱処
理によって多孔質ガラス母材が収縮する際の嵩密度の変
化を利用することを考えた。多孔質ガラス母材の収縮は
温度とＧｅＯ2 ドープ濃度に依存しており、同一温度に
おいてはＧｅＯ2 濃度が大きいほど早く収縮する。した
がって、中心でＧｅＯ2 濃度が高い多孔質ガラス母材で
は、中心で収縮が早く起こることになる。本発明におい
ては、透明化熱処理を開始した後、収縮が適度に進行し
ＧｅＯ2 の分布に対応して嵩密度分布が形成された時点
からフッ素原料の投入を開始するため、この嵩密度分布
に応じたフッ素の浸透を実現できる。なお、以下本発明
におけるこの焼結工程中にフッ素を添加する手段をフッ
素ドープ焼結と称する。該フッ素ドープ焼結によれば、
中心まではフッ素が浸透せず外周部でフッ素濃度が高い
ドーピングを実現できることになる。しかも、収縮がＧ
ｅＯ2 濃度に依存するため、特別な操作無しでＧｅＯ2
分布に対応したフッ素ドープを行うことができるメリッ
トがある。
理によって多孔質ガラス母材が収縮する際の嵩密度の変
化を利用することを考えた。多孔質ガラス母材の収縮は
温度とＧｅＯ2 ドープ濃度に依存しており、同一温度に
おいてはＧｅＯ2 濃度が大きいほど早く収縮する。した
がって、中心でＧｅＯ2 濃度が高い多孔質ガラス母材で
は、中心で収縮が早く起こることになる。本発明におい
ては、透明化熱処理を開始した後、収縮が適度に進行し
ＧｅＯ2 の分布に対応して嵩密度分布が形成された時点
からフッ素原料の投入を開始するため、この嵩密度分布
に応じたフッ素の浸透を実現できる。なお、以下本発明
におけるこの焼結工程中にフッ素を添加する手段をフッ
素ドープ焼結と称する。該フッ素ドープ焼結によれば、
中心まではフッ素が浸透せず外周部でフッ素濃度が高い
ドーピングを実現できることになる。しかも、収縮がＧ
ｅＯ2 濃度に依存するため、特別な操作無しでＧｅＯ2
分布に対応したフッ素ドープを行うことができるメリッ
トがある。
【００１２】本発明によるフッ素ドープは図４に示すよ
うに均熱炉で多孔質ガラス母材を加熱しつつ加熱温度と
雰囲気ガス組成を変化させれば、容易に実施できる。図
４において１は多孔質ガラス母材、２は炉心管、３はヒ
ータ、４はガス導入口、５はガス排気口である。図４の
構成で多孔質母材を図５の温度、雰囲気条件グラフ図に
示すような温度条件で昇温すると、温度に応じ、多孔質
母材は収縮し始める。このときＧｅＯ2 分布に応じて内
部の嵩密度分布は中心で高く、外周部で低くなってい
る。この収縮が適当なところまで進行した段階で雰囲気
中にフッ素原料を加えれば、所望のフッ素濃度を実現で
きることになる。フッ素原料を投入する温度が低いと、
中心までフッ素が浸透することになり、温度が高いと外
周部にのみフッ素をドープすることができる。従って温
度が低すぎると分布を付けることはできず、均一な分布
になってしまう。
うに均熱炉で多孔質ガラス母材を加熱しつつ加熱温度と
雰囲気ガス組成を変化させれば、容易に実施できる。図
４において１は多孔質ガラス母材、２は炉心管、３はヒ
ータ、４はガス導入口、５はガス排気口である。図４の
構成で多孔質母材を図５の温度、雰囲気条件グラフ図に
示すような温度条件で昇温すると、温度に応じ、多孔質
母材は収縮し始める。このときＧｅＯ2 分布に応じて内
部の嵩密度分布は中心で高く、外周部で低くなってい
る。この収縮が適当なところまで進行した段階で雰囲気
中にフッ素原料を加えれば、所望のフッ素濃度を実現で
きることになる。フッ素原料を投入する温度が低いと、
中心までフッ素が浸透することになり、温度が高いと外
周部にのみフッ素をドープすることができる。従って温
度が低すぎると分布を付けることはできず、均一な分布
になってしまう。
【００１３】本発明者らが種々実験した結果によれば、
１２５０℃未満ではフツ素は均一にドープされてしま
い、１３００℃未満では、中心部にもフッ素が若干ドー
プされることがわかった。また、１５００℃を超えると
外周においてすらフッ素はドープされないことがわかっ
た。粘度整合を有効に行うためには１４５０℃未満の温
度でフッ素を投入することが好ましい。
１２５０℃未満ではフツ素は均一にドープされてしま
い、１３００℃未満では、中心部にもフッ素が若干ドー
プされることがわかった。また、１５００℃を超えると
外周においてすらフッ素はドープされないことがわかっ
た。粘度整合を有効に行うためには１４５０℃未満の温
度でフッ素を投入することが好ましい。
【００１４】加熱開始時の雰囲気としては、Ｈｅガス，
Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気が好ましい。また投入す
るフッ素原料ガスとしてはＳｉＦ4 ，ＳＦ6 ，ＣＦ4 等
が望ましく、フッ素原料ガス濃度は０．０１〜１００％
（体積比）と広い範囲で適用することができる。
Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気が好ましい。また投入す
るフッ素原料ガスとしてはＳｉＦ4 ，ＳＦ6 ，ＣＦ4 等
が望ましく、フッ素原料ガス濃度は０．０１〜１００％
（体積比）と広い範囲で適用することができる。
【００１５】また、本発明の多孔質母材の加熱開始時の
かさ密度として好ましい範囲は、０．１〜０．５ｇ／ｃ
ｃ、フッ素添加開始時のかさ密度として好ましい範囲は
０．３〜１．０ｇ／ｃｃである。
かさ密度として好ましい範囲は、０．１〜０．５ｇ／ｃ
ｃ、フッ素添加開始時のかさ密度として好ましい範囲は
０．３〜１．０ｇ／ｃｃである。
【００１６】均熱炉の場合、もちろん内部の収縮は温度
範囲のみでなく、その昇温速度も影響しており、昇温速
度を調整することによってもフッ素の分布の調整が可能
である。昇温速度が速いと内部の温度が上がりにくくな
るため、収縮を抑える効果があり、遅いと収縮を進行さ
せる効果がある。昇温速度が速すぎると、内部の収縮が
進まずフッ素が中心にまで浸透しやすくなり、好ましく
ない。１０℃／分以下が好ましい。また安定した収縮を
得ることを考慮すると８℃／分以下がなお好ましい。生
産性の観点から考えると遅すぎるのも問題があり、２℃
／分以上が好ましい範囲といえる。
範囲のみでなく、その昇温速度も影響しており、昇温速
度を調整することによってもフッ素の分布の調整が可能
である。昇温速度が速いと内部の温度が上がりにくくな
るため、収縮を抑える効果があり、遅いと収縮を進行さ
せる効果がある。昇温速度が速すぎると、内部の収縮が
進まずフッ素が中心にまで浸透しやすくなり、好ましく
ない。１０℃／分以下が好ましい。また安定した収縮を
得ることを考慮すると８℃／分以下がなお好ましい。生
産性の観点から考えると遅すぎるのも問題があり、２℃
／分以上が好ましい範囲といえる。
【００１７】また、ヒータの短いゾーン炉でも本発明を
実施することは可能である。この場合にはまず、１２５
０℃から１５００℃の適当な温度で一旦収縮を進行さ
せ、ついでフッ素を多孔質ガラス母材に浸透させた後、
高温で透明化を行う方法である。この場合、フッ素の濃
度分布の形状は多孔質ガラス母材の収縮度すなわち収縮
温度で調整することができる。
実施することは可能である。この場合にはまず、１２５
０℃から１５００℃の適当な温度で一旦収縮を進行さ
せ、ついでフッ素を多孔質ガラス母材に浸透させた後、
高温で透明化を行う方法である。この場合、フッ素の濃
度分布の形状は多孔質ガラス母材の収縮度すなわち収縮
温度で調整することができる。
【００１８】図３に示すような、屈折率の高い中心コア
部ととその外周にあり中心コアより屈折率の低い外周コ
ア部及び外周コアの外側のクラツド層からなる組成分布
を形成する方法としては、まず中心コア部を上記した本
発明の方法で製造し、この焼結ガラスを一旦延伸した後
この外側に更に気相合成法（たとえばＶＡＤ法，ＯＶＤ
法）でＧｅＯ2 を含む外周コア部の多孔質層を形成し、
フッ素ドープ焼結を行い、ついでクラッド部を気相合成
法で形成し、さらにフッ素ドープ焼結を行うという多段
階の工程により製造することが可能である。このように
複雑な屈折率分布構造のものも、本発明の方法を繰り返
すことにより製造できる。なお、ガラス焼結体を延伸し
てからその外周に多孔質ガラス層を形成する方法を例示
したが、延伸せずにその外側に多孔質ガラス層を合成し
て同様な加工をする方法も当然可能である。
部ととその外周にあり中心コアより屈折率の低い外周コ
ア部及び外周コアの外側のクラツド層からなる組成分布
を形成する方法としては、まず中心コア部を上記した本
発明の方法で製造し、この焼結ガラスを一旦延伸した後
この外側に更に気相合成法（たとえばＶＡＤ法，ＯＶＤ
法）でＧｅＯ2 を含む外周コア部の多孔質層を形成し、
フッ素ドープ焼結を行い、ついでクラッド部を気相合成
法で形成し、さらにフッ素ドープ焼結を行うという多段
階の工程により製造することが可能である。このように
複雑な屈折率分布構造のものも、本発明の方法を繰り返
すことにより製造できる。なお、ガラス焼結体を延伸し
てからその外周に多孔質ガラス層を形成する方法を例示
したが、延伸せずにその外側に多孔質ガラス層を合成し
て同様な加工をする方法も当然可能である。
【００１９】さらに、中心コア，外周コア及びクラッド
をそれぞれ別々に製造しておき、外周コア、クラッドに
ついては、パイプ状に穴開け等の加工をした後、これを
ロッドインコラップすることにより組み立てていく手法
も可能である。さらにまた、パイプに加工するのでな
く、初めからパイプ状の母材を作成することも可能であ
る。
をそれぞれ別々に製造しておき、外周コア、クラッドに
ついては、パイプ状に穴開け等の加工をした後、これを
ロッドインコラップすることにより組み立てていく手法
も可能である。さらにまた、パイプに加工するのでな
く、初めからパイプ状の母材を作成することも可能であ
る。
【００２０】一般に、ＶＡＤ法に用いられる原料はガラ
ス原料としてＳｉＣｌ4 、ドーパント原料としてＧｅＣ
ｌ4 が用いられるが、これらの原料の種類で本発明の効
果が変わることはない。従って例えばＡｌ2 Ｏ3 ，Ｂ2
Ｏ3 等をドープした母材についても本発明の適用が可能
である。また、フッ素原料としてはＳｉＦ4 、ＳＦ6、
ＣＦ4 等が用いられる。フッ素原料についてもＶＡＤ法
の原料と同様である。ＧｅＯ2 の添加量範囲としては、
純シリカ（ＳｉＯ2 ）との比屈折率差換算で０〜１．５
％程度、フッ素の添加量範囲は同様に純シリカとの比屈
折率差換算で０〜−０．８％程度が本発明における望ま
しい範囲として挙げられる。
ス原料としてＳｉＣｌ4 、ドーパント原料としてＧｅＣ
ｌ4 が用いられるが、これらの原料の種類で本発明の効
果が変わることはない。従って例えばＡｌ2 Ｏ3 ，Ｂ2
Ｏ3 等をドープした母材についても本発明の適用が可能
である。また、フッ素原料としてはＳｉＦ4 、ＳＦ6、
ＣＦ4 等が用いられる。フッ素原料についてもＶＡＤ法
の原料と同様である。ＧｅＯ2 の添加量範囲としては、
純シリカ（ＳｉＯ2 ）との比屈折率差換算で０〜１．５
％程度、フッ素の添加量範囲は同様に純シリカとの比屈
折率差換算で０〜−０．８％程度が本発明における望ま
しい範囲として挙げられる。
【００２１】また、本発明はフッ素ドープ焼結に先立
ち、脱水処理を行うこともできる。本発明での脱水処理
はこの種の技術分野における公知技術に従い一般的な方
法でよく、具体的には均熱炉であればＨｅ等の不活性ガ
ス雰囲気にＣｌ2 ，ＳｉＣｌ4，ＣＣｌ4 ，ＳＯＣｌ2
などの脱水ガスを含む雰囲気で１０００℃〜１２００℃
程度で０．５〜２時間程度加熱する。ゾーン炉の場合
は、同様の雰囲気中、１０００℃〜１２００℃程度に加
熱されたヒートゾーンに２〜２０ｍｍ／分程度の送り速
度で多孔質ガラス母材を送り込むことで行う。
ち、脱水処理を行うこともできる。本発明での脱水処理
はこの種の技術分野における公知技術に従い一般的な方
法でよく、具体的には均熱炉であればＨｅ等の不活性ガ
ス雰囲気にＣｌ2 ，ＳｉＣｌ4，ＣＣｌ4 ，ＳＯＣｌ2
などの脱水ガスを含む雰囲気で１０００℃〜１２００℃
程度で０．５〜２時間程度加熱する。ゾーン炉の場合
は、同様の雰囲気中、１０００℃〜１２００℃程度に加
熱されたヒートゾーンに２〜２０ｍｍ／分程度の送り速
度で多孔質ガラス母材を送り込むことで行う。
【００２２】
〔例１〕ＳｉＯ2 を主成分とし、中心でＧｅＯ2 濃度が
高く、外周でＧｅＯ2 濃度が低くなるようなＧｅＯ2 濃
度が概略２乗分布をした外径９０ｍｍ、かさ密度０．２
０ｇ／ｃｃの多孔質ガラス母材をＶＡＤ法により作成し
た。このとき、ＧｅＯ2の最大値が比屈折率差で０．６
％となるように原料濃度を調整した。該多孔質ガラス母
材を図３に示すような均熱炉内に配置し、Ｃｌ2 を含む
Ｈｅ雰囲気（Ｃｌ 2 ：Ｈｅ＝１：５０）で５００℃から
１１００℃まで、８℃／分の速度で昇温しつつ加熱し脱
水した後、５℃／分で昇温しつつ収縮を進めた。１３５
０℃になったところでフッ素原料としてＳｉＦ4 を投入
した。ＳｉＦ4 濃度はフッ素（Ｆ）が外周部で比屈折率
差で０．２％入るように調整した（ＳｉＦ4 濃度として
は３％）。そのまま１５５０℃まで昇温し、２０分間保
持した後、降温した。この結果、良好な透明焼結体（ガ
ラス母材）が得られた。該ガラス母材の元素分析を行っ
たところ、ＧｅＯ2 は中心で０．６％となる２乗分布型
にドープされており、Ｆは図２に示すような分布とな
り、最外周で−０．２％の比屈折率差となり、中心に向
かって徐々に減少していることがわかった。またフッ素
（Ｆ）の浸透している範囲は外径比ｒ／Ｒで中心から
０．２のところまでドープされていることが確認され
た。
高く、外周でＧｅＯ2 濃度が低くなるようなＧｅＯ2 濃
度が概略２乗分布をした外径９０ｍｍ、かさ密度０．２
０ｇ／ｃｃの多孔質ガラス母材をＶＡＤ法により作成し
た。このとき、ＧｅＯ2の最大値が比屈折率差で０．６
％となるように原料濃度を調整した。該多孔質ガラス母
材を図３に示すような均熱炉内に配置し、Ｃｌ2 を含む
Ｈｅ雰囲気（Ｃｌ 2 ：Ｈｅ＝１：５０）で５００℃から
１１００℃まで、８℃／分の速度で昇温しつつ加熱し脱
水した後、５℃／分で昇温しつつ収縮を進めた。１３５
０℃になったところでフッ素原料としてＳｉＦ4 を投入
した。ＳｉＦ4 濃度はフッ素（Ｆ）が外周部で比屈折率
差で０．２％入るように調整した（ＳｉＦ4 濃度として
は３％）。そのまま１５５０℃まで昇温し、２０分間保
持した後、降温した。この結果、良好な透明焼結体（ガ
ラス母材）が得られた。該ガラス母材の元素分析を行っ
たところ、ＧｅＯ2 は中心で０．６％となる２乗分布型
にドープされており、Ｆは図２に示すような分布とな
り、最外周で−０．２％の比屈折率差となり、中心に向
かって徐々に減少していることがわかった。またフッ素
（Ｆ）の浸透している範囲は外径比ｒ／Ｒで中心から
０．２のところまでドープされていることが確認され
た。
【００２３】〔例２〕例１と同じ多孔質母材を用い、フ
ッ素原料の投入温度を１３００℃と変化させた以外は例
１と同条件でガラス母材を作成した。この結果、良好な
透明焼結体が得られた。このガラス母材の元素分析を行
ったところ、ＧｅＯ2 は中心で０．６％となる２乗分布
状で例１と同様な分布が得られた。フッ素のドープされ
た範囲は外径比ｒ／Ｒで中心から０．１のところまでで
あることが確認された。
ッ素原料の投入温度を１３００℃と変化させた以外は例
１と同条件でガラス母材を作成した。この結果、良好な
透明焼結体が得られた。このガラス母材の元素分析を行
ったところ、ＧｅＯ2 は中心で０．６％となる２乗分布
状で例１と同様な分布が得られた。フッ素のドープされ
た範囲は外径比ｒ／Ｒで中心から０．１のところまでで
あることが確認された。
【００２４】〔例３〕例１と同じ多孔質母材を用い、フ
ッ素原料の投入温度を１４００℃と変化させた以外は例
１と同条件でガラス母材を作成した結果、良好な透明焼
結体が得られた。このガラス母材の元素分析を行ったと
ころ、ＧｅＯ2 は中心で０．６％となる２乗分布状で例
１と同様な分布が得られたが、フッ素のドープされた範
囲は外径比ｒ／Ｒで中心から０．６のところまでドープ
されていることが確認された。
ッ素原料の投入温度を１４００℃と変化させた以外は例
１と同条件でガラス母材を作成した結果、良好な透明焼
結体が得られた。このガラス母材の元素分析を行ったと
ころ、ＧｅＯ2 は中心で０．６％となる２乗分布状で例
１と同様な分布が得られたが、フッ素のドープされた範
囲は外径比ｒ／Ｒで中心から０．６のところまでドープ
されていることが確認された。
【００２５】以上の例１ないし例３の結果から、本発明
の方法によりフッ素の浸透程度を制御できることが認め
られた。
の方法によりフッ素の浸透程度を制御できることが認め
られた。
【００２６】〔例４及び例５〕例１と同じ構成でフッ素
原料の投入温度を１２４０℃、１５２０℃の２水準でガ
ラス母材の作成を行った。この結果、良好な透明焼結体
が得られ、このガラス母材の元素分析を行ったところ、
ＧｅＯ2 の分布は変わらないものの、１２４０℃ではフ
ッ素が母材全体に均一にドープされており（例４）、１
５２０℃では全くフッ素がドープされていない（例５）
ことがわかった。
原料の投入温度を１２４０℃、１５２０℃の２水準でガ
ラス母材の作成を行った。この結果、良好な透明焼結体
が得られ、このガラス母材の元素分析を行ったところ、
ＧｅＯ2 の分布は変わらないものの、１２４０℃ではフ
ッ素が母材全体に均一にドープされており（例４）、１
５２０℃では全くフッ素がドープされていない（例５）
ことがわかった。
【００２７】〔実施例１〕例１で作成した焼結体をコア
母材として用い、以下のようにして粘度を整合させた光
ファイバを作成した。なお、粘度については後記するよ
うに残留応力を測定することにより確認した。まず、該
焼結体を１５ｍｍに延伸した後、ＶＡＤ法でこの延伸体
の外周にＳｉＯ2 からなるクラッド用多孔質ガラス母材
を合成し、ついでこの母材を均熱炉に挿入し、例１と同
様の条件で脱水した後、１２００℃に昇温し、炉内をＳ
ｉＦ4 を含むＨｅガス雰囲気（ＳｉＦ4 濃度３％）とし
た後、５℃／分の昇温速度で１５５０℃まで昇温し、透
明ガラス化した。このようにフッ素ドープ焼結すること
により、Ｆを比屈折率差で−０．２％ドープしたクラッ
ドを有する光ファイバ用プリフォームを作成した。これ
を外径１２５μｍのファイバに線引しその特性を評価し
たところ、波長１．５５μｍでの損失が０．１９８ｄＢ
／ｋｍと優れた特性のファイバが得られた。
母材として用い、以下のようにして粘度を整合させた光
ファイバを作成した。なお、粘度については後記するよ
うに残留応力を測定することにより確認した。まず、該
焼結体を１５ｍｍに延伸した後、ＶＡＤ法でこの延伸体
の外周にＳｉＯ2 からなるクラッド用多孔質ガラス母材
を合成し、ついでこの母材を均熱炉に挿入し、例１と同
様の条件で脱水した後、１２００℃に昇温し、炉内をＳ
ｉＦ4 を含むＨｅガス雰囲気（ＳｉＦ4 濃度３％）とし
た後、５℃／分の昇温速度で１５５０℃まで昇温し、透
明ガラス化した。このようにフッ素ドープ焼結すること
により、Ｆを比屈折率差で−０．２％ドープしたクラッ
ドを有する光ファイバ用プリフォームを作成した。これ
を外径１２５μｍのファイバに線引しその特性を評価し
たところ、波長１．５５μｍでの損失が０．１９８ｄＢ
／ｋｍと優れた特性のファイバが得られた。
【００２８】〔実施例２〕また、例２により得られた焼
結体をコア母材として、実施例１と同様の同様の方法で
ファイバ化し損失を評価したところ、波長１．５５μｍ
で０．１９９ｄＢ／ｋｍと実施例１のファイバとほとん
ど同等の良好な損失値を得ることができた。
結体をコア母材として、実施例１と同様の同様の方法で
ファイバ化し損失を評価したところ、波長１．５５μｍ
で０．１９９ｄＢ／ｋｍと実施例１のファイバとほとん
ど同等の良好な損失値を得ることができた。
【００２９】〔実施例３〕例１と同様の方法を用い、Ｇ
ｅＯ2 の最大値が比屈折率差で０．８３％で２乗分布の
ＧｅＯ2 分布を作成し、Ｆを外周部に比屈折率差で−
０．２７％入るように調整しフッ素ドープ焼結を行い焼
結体を得た。フッ素ドープ法は例１と同様の方法でＳｉ
Ｆ4 の濃度のみ３．５％とした。この焼結体を中心コア
母材として下記の工程により、図３に示すタイプの粘度
を整合させた光ファイバを作成した。該中心コア母材と
は別にＶＡＤ法でＧｅＯ2 が比屈折率差で０．１８％均
一にドープされた多孔質ガラス母材を合成し、１１００
℃でＣｌ2 を含むＨｅ雰囲気で脱水処理した後、ＳｉＦ
4 を含むＨｅ雰囲気（ＳｉＦ4 濃度３．５％）でＦが均
一に−０．２３％ドープされるように１２５０℃で加熱
処理した後、１５５０℃で透明ガラス化した。この焼結
体を穴開け加工によりパイプ状に加工した後、上記中心
コア母材を延伸し、ロッドインコラップスして、中心コ
アと外周コアを持つ中間母材を作成した。該中間母材を
１５ｍｍに延伸した後、この外周にＶＡＤ法で純シリカ
の多孔質ガラス層を合成し、これをＳｉＦ4 を含むＨｅ
雰囲気（（ＳｉＦ4 濃度３．５％）でフッ素ドープ焼結
することにより、Ｆが−０．２７％ドープされたクラッ
ドを形成して光ファイバ用プリフォームとした。該プリ
フオームを線引きし、得られた光ファイバの伝送特性を
評価したところ、波長１．５５μｍでの損失が０．１９
８ｄＢ／ｋｍと優れた特性であった。
ｅＯ2 の最大値が比屈折率差で０．８３％で２乗分布の
ＧｅＯ2 分布を作成し、Ｆを外周部に比屈折率差で−
０．２７％入るように調整しフッ素ドープ焼結を行い焼
結体を得た。フッ素ドープ法は例１と同様の方法でＳｉ
Ｆ4 の濃度のみ３．５％とした。この焼結体を中心コア
母材として下記の工程により、図３に示すタイプの粘度
を整合させた光ファイバを作成した。該中心コア母材と
は別にＶＡＤ法でＧｅＯ2 が比屈折率差で０．１８％均
一にドープされた多孔質ガラス母材を合成し、１１００
℃でＣｌ2 を含むＨｅ雰囲気で脱水処理した後、ＳｉＦ
4 を含むＨｅ雰囲気（ＳｉＦ4 濃度３．５％）でＦが均
一に−０．２３％ドープされるように１２５０℃で加熱
処理した後、１５５０℃で透明ガラス化した。この焼結
体を穴開け加工によりパイプ状に加工した後、上記中心
コア母材を延伸し、ロッドインコラップスして、中心コ
アと外周コアを持つ中間母材を作成した。該中間母材を
１５ｍｍに延伸した後、この外周にＶＡＤ法で純シリカ
の多孔質ガラス層を合成し、これをＳｉＦ4 を含むＨｅ
雰囲気（（ＳｉＦ4 濃度３．５％）でフッ素ドープ焼結
することにより、Ｆが−０．２７％ドープされたクラッ
ドを形成して光ファイバ用プリフォームとした。該プリ
フオームを線引きし、得られた光ファイバの伝送特性を
評価したところ、波長１．５５μｍでの損失が０．１９
８ｄＢ／ｋｍと優れた特性であった。
【００３０】なお、本発明のファイバの断面における粘
度はファイバの断面の残留応力を測定することにより、
ほぼ整合していることを確認した。この残留応力の測定
は光弾性ＣＴ法により行った。従来法によるファイバの
場合２００ＭＰａ程度の変動があるが、本発明によるフ
ァイバは２０ＭＰａ程度の変動であり、ほぼ粘度が整合
しているものと考えられる。
度はファイバの断面の残留応力を測定することにより、
ほぼ整合していることを確認した。この残留応力の測定
は光弾性ＣＴ法により行った。従来法によるファイバの
場合２００ＭＰａ程度の変動があるが、本発明によるフ
ァイバは２０ＭＰａ程度の変動であり、ほぼ粘度が整合
しているものと考えられる。
【００３１】〔実施例４〕例１と同様にＧｅＯ2 の最大
値が比屈折率差で０．６％となるようにして作成した多
孔質ガラス母材をゾーン炉に挿入し、炉内をＣｌ2 を含
む雰囲気（Ｃｌ2：Ｈｅ＝１：５０）で満たしつつ、１
１００℃に保持されたヒートゾーンに１５ｍｍ／分の速
度で母材を送り込み脱水した。次いで炉内の雰囲気をＨ
ｅ雰囲気としてヒートゾーンを１３００℃に昇温し、１
０ｍｍ／分の速度で母材を送り込むことにより収縮させ
た後、炉内雰囲気をＳｉＦ4 を含むＨｅ雰囲気（ＳｉＦ
4 濃度３％）としてヒートゾーンを１５００℃に昇温
し、８ｍｍ／分の速度で母材を送り込み透明ガラス化し
た。その結果、Ｆは最外周で−０．２％の比屈折率差と
なり、フッ素の浸透している範囲は外径比ｒ／Ｒで中心
から０．３のところまでドープされていることが確認さ
れた。この焼結体をコアとし、実施例１と同様の方法で
ファイバ化したところ、伝送特性は波長１．５５μｍで
０．１９８ｄＢ／ｋｍと良好であった。
値が比屈折率差で０．６％となるようにして作成した多
孔質ガラス母材をゾーン炉に挿入し、炉内をＣｌ2 を含
む雰囲気（Ｃｌ2：Ｈｅ＝１：５０）で満たしつつ、１
１００℃に保持されたヒートゾーンに１５ｍｍ／分の速
度で母材を送り込み脱水した。次いで炉内の雰囲気をＨ
ｅ雰囲気としてヒートゾーンを１３００℃に昇温し、１
０ｍｍ／分の速度で母材を送り込むことにより収縮させ
た後、炉内雰囲気をＳｉＦ4 を含むＨｅ雰囲気（ＳｉＦ
4 濃度３％）としてヒートゾーンを１５００℃に昇温
し、８ｍｍ／分の速度で母材を送り込み透明ガラス化し
た。その結果、Ｆは最外周で−０．２％の比屈折率差と
なり、フッ素の浸透している範囲は外径比ｒ／Ｒで中心
から０．３のところまでドープされていることが確認さ
れた。この焼結体をコアとし、実施例１と同様の方法で
ファイバ化したところ、伝送特性は波長１．５５μｍで
０．１９８ｄＢ／ｋｍと良好であった。
【００３２】〔比較例〕ＧｅＯ2 の最大値が比屈折率差
で０．８３％で２乗分布のＧｅＯ2 分布を持つ多孔質母
材を準備し、これをフッ素原料を添加しないこと以外は
例１と同じ方法で脱水、透明ガラス化した。その結果、
フッ素が添加されていないＧｅＯ2 分布が２乗分布の焼
結体を得た。この焼結体を中心コアとして実施例３と同
様な方法により光ファイバを得た。その結果、得られた
光ファイバの伝送特性は、波長１．５５μｍでの損失が
０．２２０ｄＢ／ｋｍと大きいものであった。
で０．８３％で２乗分布のＧｅＯ2 分布を持つ多孔質母
材を準備し、これをフッ素原料を添加しないこと以外は
例１と同じ方法で脱水、透明ガラス化した。その結果、
フッ素が添加されていないＧｅＯ2 分布が２乗分布の焼
結体を得た。この焼結体を中心コアとして実施例３と同
様な方法により光ファイバを得た。その結果、得られた
光ファイバの伝送特性は、波長１．５５μｍでの損失が
０．２２０ｄＢ／ｋｍと大きいものであった。
【００３３】
【発明の効果】このように、本発明によれば２乗分布型
のＧｅＯ2 濃度分布を持つコア母材にガラス粘度が概略
一定になるように外周部でフッ素濃度が高く中心部でフ
ッ素濃度が低くなるようにフッ素をドープすることがで
き、中心部で屈折率が高いような分布を持つ光ファイバ
でもガラス粘度を均一化することができ、低損失な特性
の優れた光ファイバを実現できる。
のＧｅＯ2 濃度分布を持つコア母材にガラス粘度が概略
一定になるように外周部でフッ素濃度が高く中心部でフ
ッ素濃度が低くなるようにフッ素をドープすることがで
き、中心部で屈折率が高いような分布を持つ光ファイバ
でもガラス粘度を均一化することができ、低損失な特性
の優れた光ファイバを実現できる。
【図１】は本発明光ファイバの一具体例におけるコア部
の半径方向におけるドーパント量分布構成（ａ）と屈折
率分布（ｂ）の関係を示した模式図である。
の半径方向におけるドーパント量分布構成（ａ）と屈折
率分布（ｂ）の関係を示した模式図である。
【図２】は本発明光ファイバの他の具体例におけるコア
部の半径方向におけるドーパント量分布構成（ａ）と屈
折率分布（ｂ）の関係を示した模式図である。
部の半径方向におけるドーパント量分布構成（ａ）と屈
折率分布（ｂ）の関係を示した模式図である。
【図３】は本発明光ファイバのさらに他の具体例におけ
る中心コア部、外周コア部及びクラツド部における
る中心コア部、外周コア部及びクラツド部における
【図４】は本発明方法の一実施態様の概略説明図であ
る。
る。
【図５】は本発明の一具体例において多孔質ガラス母材
を均熱処理した昇温及び雰囲気条件を示すグラフ図であ
る。
を均熱処理した昇温及び雰囲気条件を示すグラフ図であ
る。
１ 多孔質ガラス母材、 ２ 炉心管、 ３ ヒータ、
４ ガス導入口、５ ガス排気口。
４ ガス導入口、５ ガス排気口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 元宣 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 大橋 正治 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 田嶋 克介 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 屈折率の高いコアと該コアの外周に位置
しコアより屈折率の低いクラッドからなる光ファイバに
おいて、上記コアは少なくともＧｅＯ2 ドープ量が中心
部から外周に向かって減少する中心領域を有し、該中心
領域の外周から内側に向かう少なくとも一部の領域にお
いてフッ素ドープ量が外周から中心に向かって減少する
分布を有することによりファイバ横断面内のガラス粘度
が略均一に調整されてなることを特徴とする光ファイ
バ。 - 【請求項２】 屈折率の高いコアと該コアの外周に位置
しコアより屈折率の低いクラッドからなる光ファイバに
おいて、上記コアは少なくともＧｅＯ2 ドープ量が中心
部から外周に向かって減少する中心領域を有し、該中心
領域の外周から内側に向かう少なくとも一部の領域にお
いてフッ素ドープ量が外周から中心に向かって減少する
分布を有し、かつコアが中心領域の外周に中心領域の最
大屈折率より屈折率の低い外周領域をもち、該外周領域
においてはＧｅＯ2 のドープ量及びフッ素のドープ量が
それぞれ半径方向においてほぼ均一であることによりフ
ァイバ横断面内のガラス粘度が略均一に調整されてなる
ことを特徴とする光ファイバ。 - 【請求項３】 屈折率の高いコアと該コアの外周に位置
しコアより屈折率の低いクラッドからなる光ファイバに
おいて、上記コアは少なくともＧｅＯ2 ドープ量が中心
部から外周に向かって減少する中心領域を有し、該中心
領域の外周から内側に向かう少なくとも一部の領域にお
いてフッ素ドープ量が外周から中心に向かって減少する
分布を有することによりファイバ横断面内のガラス粘度
が略均一に調整されてなる光ファイバの製造において、
中心領域のコアの合成は、(1)気相合成法によりＧｅＯ
2 ドープ量が中心部で高くなるような組成分布を持つ多
孔質ガラス母材を合成する工程、及び(2) 加熱炉内にお
いて該多孔質ガラス母材を不活性ガス雰囲気で加熱して
収縮させた後、フッ素原料を含む不活性ガス雰囲気で加
熱して透明化する工程、を有することを特徴とする光フ
ァイバの製造方法。 - 【請求項４】 上記加熱炉内雰囲気をフッ素原料を含む
不活性ガス雰囲気に変更する温度が１２５０〜１５００
℃であることを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ
の製造方法。 - 【請求項５】 上記加熱炉内において該多孔質ガラス母
材を不活性ガス雰囲気で加熱して収縮させた後、フッ素
原料を含む不活性ガス雰囲気で加熱して透明化する工程
が、多孔質母材の全長を概略均熱に加熱できる均熱炉内
において昇温しつつ該多孔質ガラス母材を透明化し、こ
の際の炉内雰囲気を最初は不活性ガス雰囲気で、昇温の
途中からはフッ素原料を含む不活性ガス雰囲気とする工
程であることを特徴とする請求項３または請求項４記載
の光ファイバの製造方法。 - 【請求項６】 上記加熱炉がゾーン炉であることを特徴
とする請求項３または請求項４記載の光ファイバの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7196658A JPH0948629A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | 光ファイバおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7196658A JPH0948629A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | 光ファイバおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0948629A true JPH0948629A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16361448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7196658A Pending JPH0948629A (ja) | 1995-08-01 | 1995-08-01 | 光ファイバおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0948629A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1762867A1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-14 | Draka Comteq B.V. | Optical fiber with reduced stimulated brillouin scattering |
| JP2008139887A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Draka Comteq Bv | 光ファイバ |
| US7623747B2 (en) | 2005-11-10 | 2009-11-24 | Draka Comteq B.V. | Single mode optical fiber |
| EP1806599A4 (en) * | 2004-10-22 | 2010-09-22 | Fujikura Ltd | OPTICAL FIBER, TRANSMISSION SYSTEM AND MULTIWAVEN LENGTH TRANSMISSION SYSTEM |
| WO2011110617A1 (de) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Verfahren sowie rohrförmiges halbzeug zur herstellung einer optischen faser |
| EP1503230B1 (en) * | 2003-07-28 | 2012-10-17 | Draka Fibre Technology B.V. | Multimode optical fibre, optical communication system using same and method for manufacturing such a fibre |
| US8867880B2 (en) | 2009-06-05 | 2014-10-21 | Draka Comteq, B.V. | Large bandwidth multimode optical fiber having a reduced cladding effect |
| US8879920B2 (en) | 2008-06-23 | 2014-11-04 | Draka Comteq, B.V. | Wavelength multiplexed optical system with multimode optical fibers |
| US8879878B2 (en) | 2011-07-01 | 2014-11-04 | Draka Comteq, B.V. | Multimode optical fiber |
| US8891074B2 (en) | 2010-10-18 | 2014-11-18 | Draka Comteq, B.V. | Multimode optical fiber insensitive to bending losses |
| US9014525B2 (en) | 2009-09-09 | 2015-04-21 | Draka Comteq, B.V. | Trench-assisted multimode optical fiber |
| US9341771B2 (en) | 2011-03-24 | 2016-05-17 | Draka Comteq, B.V. | Bend-resistant multimode optical fiber |
| US9405062B2 (en) | 2011-04-27 | 2016-08-02 | Draka Comteq B.V. | High-bandwidth, radiation-resistant multimode optical fiber |
| JP2016145981A (ja) * | 2015-01-30 | 2016-08-12 | 住友電気工業株式会社 | マルチモード光ファイバ |
| CN106371167A (zh) * | 2016-11-26 | 2017-02-01 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | 一种高带宽多模光纤 |
| US20170031089A1 (en) * | 2013-12-20 | 2017-02-02 | Draka Comteq B.V. | Single Mode Fibre with a Trapezoid Core, Showing Reduced Losses |
| US10962708B2 (en) | 2017-12-21 | 2021-03-30 | Draka Comteq France | Bending-loss insensitive single mode fibre, with a shallow trench, and corresponding optical system |
-
1995
- 1995-08-01 JP JP7196658A patent/JPH0948629A/ja active Pending
Cited By (29)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9459400B2 (en) | 2003-07-28 | 2016-10-04 | Draka Comteq, B.V. | Multimode optical fibre |
| US8794038B2 (en) | 2003-07-28 | 2014-08-05 | Draka Comteq, B.V. | Method for manufacturing a multimode optical fibre |
| EP1503230B1 (en) * | 2003-07-28 | 2012-10-17 | Draka Fibre Technology B.V. | Multimode optical fibre, optical communication system using same and method for manufacturing such a fibre |
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| JP2007079563A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Draka Comteq Bv | 誘導ブリュアン散乱が低減された光ファイバ |
| US7437040B2 (en) | 2005-09-09 | 2008-10-14 | Draka Comteq B.V. | Optical fiber with reduced stimulation Brillouin scattering |
| EP1762867A1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-14 | Draka Comteq B.V. | Optical fiber with reduced stimulated brillouin scattering |
| US7623747B2 (en) | 2005-11-10 | 2009-11-24 | Draka Comteq B.V. | Single mode optical fiber |
| US8837889B2 (en) | 2005-11-10 | 2014-09-16 | Draka Comteq, B.V. | Single mode optical fiber |
| US7894698B2 (en) | 2006-12-04 | 2011-02-22 | Draka Comteq B.V. | Optical fiber |
| US7555186B2 (en) | 2006-12-04 | 2009-06-30 | Draka Comteq B.V. | Optical fiber |
| JP2008139887A (ja) * | 2006-12-04 | 2008-06-19 | Draka Comteq Bv | 光ファイバ |
| US8879920B2 (en) | 2008-06-23 | 2014-11-04 | Draka Comteq, B.V. | Wavelength multiplexed optical system with multimode optical fibers |
| US8867880B2 (en) | 2009-06-05 | 2014-10-21 | Draka Comteq, B.V. | Large bandwidth multimode optical fiber having a reduced cladding effect |
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